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基于物联网技术杭州市环境应急信息平台建设工作

收藏本文 2023-12-28 点赞:12407 浏览:48064 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:近年来伴随着我国社会经济的高速发展,区域性环境污染事件明显增多,如何有效应对突发性环境污染事件已成为环境保护的重要研究课题。该文从杭州市自身实际出发,基于物联网技术研究构建环境应急信息平台,详细分析了该平台研究思路、运行机制及组成要素,并对其预期建设成果及应用前景进行展望。
关键词:突发性环境污染;物联网;环境应急信息平台
1009-3044(2012)23-5738-03
随着我国国民经济迅猛发展,生产领域不断扩大,生产节奏日益加快,重大环境污染事件的发生概率也随之增加,近年来明显出现突发环境事件高发态势。杭州新安江苯酚事件、东苕溪水污染事件、杭新景高速剧毒危化品(碳酸钡)运输车侧翻事件集中体现了突发性环境污染事件爆发突然、信息模糊、演变迅速、危害严重、影响广泛和长期等典型特点。
环保部门在应对突发性环境污染事件时,往往面临反应时间短、信息水平低、应对措施要求高等难题。如何实现应急管理由事后管理向事前预防转变、由被动应对向主动管理转变以及由经验管理向科学管理转变已成为“十二五”期间杭州市环境保护局的重要研究课题。
该文结合杭州市环境应急管理的实际情况,从分析环境应急信息平台的建设思路出发,研究基于物联网技术的环境应急信息平台,致力于预防预警可能的环境污染事故,全面提升环境应急指挥协调能力,降低并控制重特大事故造成的损失和影响。
1现有基础
《杭州市环境保护信息化发展“十二五”规划》中明确提出要“实现环境污染事故处置的数字化,快速化,科学化进程”。杭州市也已具备构建环境应急信息平台的基础条件,按照“总体规划、分步实施,建设一块、用好一块”的原则,目前已初步建成包括环境在线监控专网和VPN电子政务网,覆盖杭州市及市县两级所有环保单位,共28个结点;初步形成内外网系统平台,覆盖杭州市环保管理的主要方面,包括环境质量自动监测与信息管理系统、放射源在线监测系统、综合信息平台、建设项目管理系统、机动车尾气检测系统、排污收费系统、权力阳光运行、总量控制系统等,为预报预警突发环境事件、保障应急指挥科学调度,提高环境应急处置能力夯实了基础。
2建设思路
杭州市环境应急平台基于物联网研究构建。物联网从结构上可分为三个层次:一是感知层,即以二维码、射频标签、传感器为主,实现“物”的识别;二是物联层,即通过现有的互联网络、广电网络、通信网络,实现数据的计算与传输;三是智慧层,即利用手机、PC

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机等终端设备来实现环境应急的智能化管理[3],与应用相关的内容主要集中在智慧层,通过应急指挥平台的统筹调度,各子系统将协同工作,为指挥首长、业务专家与工作人员提供相应的怎么写作。因此,根据物联网的结构特点,搭建得到杭州市环境应急信息平台的总体架构,如图1所示。
在此框架基础上,提出“三整合”思路,为建设好基于物联网的环境应急信息平台指引方向。

2.1信息整合

全面了解环境突发事件相关信息是合理有效制定应急处理措施的第一步。这些信息可以是反映环境突发事件相关指标量化的数据,也可以是相关文档或多媒体信息。物联网定位、收集、传输技术支持下的环境应急信息平台可以最大限度的解决应急信息缺失、时滞、阻塞、局限等问题,使应急信息更加完整、系统,避免信息失真。

2.2沟通和指挥整合

环境突发事件往往涉及众多机构和人员,包括突发事件发生的单位、环保局、机构领导、应急专家以及其他相关的职能部门,应急对策商讨和联动指挥是环境突发事件高效应对的关键环节。
物联网支持下的环境应急信息平台能够有效解决应急信息网络协作问题,依托固定与机动相结合、空中与地面相结合、有线与无线相结合的方式,实现网络各节点之间的物理连接,传感网、传输网和应用网实现“三网合一”,确保应急主体间的应急信息和资源共享。

2.3决策整合

突发环境事件发生后,如何确定事故地点、如何预估演变状况、如何进行建议决策,是制约突发事件处理的关键成败因素。
应急分析决策对日常风险防控以及应急指挥调度工作提供技术支撑[4],通过调用风险隐患源信息以及日常监管数据进行地理定位分析、风险预警评估、污染扩散模拟分析,合理进行资源调度配置,化“应急预案”为可实施的“应急方案”,科学、有序的协助环
保部门进行事件处置[5-6]。
3建设内容

3.1感知层

感知层为不同类型用户提供不同的感知和交互渠道,覆盖PDA、指挥车、单兵、语音终端、手机、摄像头、各类检测探头、RFID、GPS终端等多类感知设备。具体包括风险隐患源监控、移动调度、现场感知3类应用。
3.

1.1风险隐患源监控

风险隐患源监控分固定源和移动源两类:固定源监控配备视频监控、智能标签(RFID)、、报警器和探测器,发生异常情况如位置移动时进行报警;移动源通过GPS定位装置进行路径跟踪,对超速、长时间停驶、违规驶入禁行区域等异常情况进行报警提示。
3.

1.2现场调度

应急指挥车配备应急通信系统现场设备(天线系统、3G通信设备、综合接入平台、车载固定摄像机、电源系统)和业务相关设备、手机、3G接收、可视调度会议系统视频终端、信息终端设备(PDA、笔记本电脑等)和现场图像监控及对讲系统(或视频会议设备等多种设施),实现调度的“现场化”。
3.

1.3现场感知

作战单兵配备便携式3G专用行业终端和便携式3G移动监控终端进入突发事件现场,实现现场感知的“灵活布点”,随时根据现场状况及调度指令变换地点架设监控设备,获取第一手资料并将监测点GPS坐标、现场最新监测数据、事件发展视频等信息实时报送,使指挥中心能够同步得知现场真实境况,直接给以实时最佳方案和指挥部署任务。

3.2物联层

物联层为环境应急信息平台提供基础传输网络支撑。包含支撑所有系统在其上传递语音、视频和数据等一系列信息的传输链路和备用链路。
3.

2.1应急通信网络

基于多种链路的应急通信系统,由地面指挥中心、无线通信、现场应急通信车、单兵可视调度终端、手持调度终端等多个系统组成,实现立体应急调度。每辆应急通信车均能自我组建现场应急指挥部,借助无线网络,所有车辆之间及与指挥中心之间亦能实现互联互通。
3.

2.2应急通讯系统

采用固定与机动相结合、空中与地面相结合、有线与无线相结合的方式的立体组网方式。整套网络的核心主干由光纤专网构成,光纤专网分别连接指挥中心和多个分中心,各分中心在所辖范围内可利用3G网络,应急现场采用应急通讯车的车载3G传输设备与单兵之间实行网络连接,成为机动性极强的前方指挥所,实现应急指挥“现场调度”。
3.

2.3可视调度管理系统

可视化调度管理系统的硬件核心为多媒体综合接入网关,通过这台作为所有网络设备核心的多媒体综合接入网关可以实现原有的多种孤立的网络进行互联互通,真正实现语音、视频和数据的三网合一[7]。

3.3智慧层

智慧层由日常应急管理系统、战时应急指挥系统、应急演练系统三部分应用组成。整个环境应急信息平台以直观形象的GIS为交互界面,能够快速采集事故信息、合理提供决策依据、高效协调各方资源,为环境突发事故的快速响应、科学决策及指挥调度提供
智能支持。

3.1日常应急管理系统

日常应急管理系统主要包括风险源管理、应急保障管理、应急知识库管理以及数字预案管理。
风险源管理充分体现“以防为主”理念,完成风险源的申报登记、监测管理[8]、预警分析以及巡查监管等工作,并且用于维护企业信息、本地危化品、敏感点等数据库。为战时的决策分析打下良好的基础。
应急保障管理整合、利用应急救援资源,对辖区现有应急机构、技术装备、应急物资、应急专家等资源及分布区域进行拉网式普查,建立集通信、信息、指挥和调度于一体的应急资源保障体系。
应急知识库管理整合应急监测检测方法、处理处置技术,收集与地方政府颁布的标准法规,整理常用危化品库与参考案例库。为风险源日常监督检查、应急处理处置技术选择和应急指挥决策提供基础支持。
数字预案管理针对可能发生的突发环境事件及其影响和后果严重程度,为应急预防、准备、响应和恢复的各个方面所预先做出详细安排,形成开展即时、有序和有效事故应急救援工作的行动指南。

3.2战时应急指挥系统

战时应急指挥系统主要包括决策支持管理、事件管理、调度管理、辅助指挥管理等应用,可通过指挥中心、现场应急通信车以及作战单兵发挥作用。
决策支持管理使方案决策科学化,对日常风险防控以及应急指挥调度工作提供技术支撑,调用日常应急管理信息进行地理定位分析、风险预警评估,同时结合现场传回的最新监测数据进行突发事件污染扩散模拟推演,组建完备的事件态势图,形成针对性的应急方案及资源配置规划。
事件管理使事故响应快速化,承担突发环境事件的接报、应急事故处置流程的记录、灾后评估[9]等工作,完成对突发事件的接警预警和应急管理[10]工作。
调度管控具有强大的对突发环境事故的信息化处理能力,围绕应急方案执行控制,包括指令管理、资源调度、现场情况反馈记录、结果录入等功能。
辅助指挥管理实时标绘现场态势,通过实时语音、图像和数据信息的发布与反馈,实现分级协同指挥,为决策人员提供一个便利的、交互式的指挥平台。

3.3应急演练系统

分为应急演练与应急实战两类场景,可在接警时对事故类型进行标定。当选用应急演练场景时,能够短信通知演练人员、保存应急演练记录、进行交互演示、事件发展变化桌面推演、最终形成演练数据库及文档库。
4应用前景及建议
相对于传统环境应急信息平台,基于物联网的环境应急信息平台具有“测得准、传得快、说得清、管得好”的天然优势,“测得准”即对环境应急信息全面感知、覆盖面广、布点灵活、监测数据准确;“传得快”即通过三网融合,实现信息高效、稳定、快速传输;“说得清”即通过日常监管信息及高性能的污染扩散模拟推演,清楚的说明突发事件发生、发展、处置及善后的全过程;“管得好”即通过日常应急管理系统和战时应急指挥系统全面实现应急管理由事后管理向事前预防转变、由被动应对向主动管理转变以及由经验管理向科学管理转变。以上优势对于实现环保管理工作跨越式发展有着极为重要的现实意义。
基于物联网的杭州市环境应急信息平台构建完成后,将从环境监测、通信、决策分析3个方面给杭州市环保局的环境应急信息管理能力和IT能力带来大幅提升,可广泛应用于突发污染事件的预防、预备、响应指挥以及善后重建等阶段,实现对突发事件数据的收集、分析,对应急指挥的辅助决策,对应急资源的组织、协调和管理控制,为决策者提供一个科学、合理、优化的应急处置方案和可行性较强的指挥调度方案,从而实现环境应急管理工作科学化、规范化、高效化。
在未来环境信息化水平不断发展的道路上,环境应急信息平台技术水平的提高仍需从管理实现模式及技术手段这两方面出发,对日常应急管理、战时应急指挥等内容进行更深入的研究。在日常应急管理方面,加强环境应急监测水平,研究更为安全及高效的应急保障及应急预案的管理方法。在战时应急指挥方面,构建更为优化的应急指挥决策模式。此外应当继续加强对数据存储、查询、分析、共享的能力建设,充分重视与物联网或其他新技术发展的紧密结合,实现环境应急数据和信息的无障碍传输。
参考文献:
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